扬尘在线监测系统由哪些部件构成

　　扬尘在线监测系统是集环境感知、数据传输、智能分析与综合管理于一体的环境监测网络，广泛应用于建筑工地、矿山开采、道路扬尘、工业厂区等场景。其核心目标是通过实时监测颗粒物浓度、气象参数及噪声等指标，为污染防控提供数据支撑。以下是系统构成的系统性描述：

　　一、感知层：环境数据采集核心

　　1. 颗粒物传感器

　　- 光学原理传感器：采用光散射法或β射线吸收法，通过激光照射气溶胶颗粒并分析散射光强，实现PM2.5/PM10浓度的快速检测。典型精度可达±10%，响应时间<60秒。

　　- 四极杆质谱仪(QMS)：用于高精度分析，可区分不同粒径颗粒物，适用于科研或特殊工业场景，检测限低至ng/m³级别。

　　- β射线法：通过β射线穿透颗粒物后的衰减程度计算质量浓度，抗干扰能力强，常用于国标法校准。

　　2. 气象参数传感器

　　- 风速风向传感器：超声波或机械式，实时监测风力风向，数据用于分析扬尘扩散趋势。

　　- 温湿度传感器：电容式或电阻式，监测环境温湿度，修正颗粒物浓度测量结果。

　　- 气压传感器：补偿海拔与气压变化对设备的影响。

　　3. 噪声传感器

　　- 采用麦克风阵列或声级计，监测施工噪声强度，数据与扬尘污染关联分析。

　　4. 采样装置

　　- 主动采样系统：通过泵吸式装置将空气吸入传感器，流量控制在2-5L/min，适用于高粉尘环境。

　　- 被动扩散式：依赖自然气流扩散，无运动部件，维护简便但易受风速影响。

　　二、传输层：数据通信网络

　　1. 有线传输

　　- 工业以太网：光纤或网线连接，适用于固定点位(如工地出入口)，传输稳定但布线成本高。

　　- RS485总线：多设备串联，适合短距离组网。

　　2. 无线传输

　　- 4G/5G模块：支持远程站点数据上传，延迟低(<1秒)，适用于移动场景(如车载监测)。

　　- LoRa/NB-IoT：广域低功耗物联网技术，覆盖半径可达10km，适合偏远矿区或大面积工地。

　　- Wi-Fi/蓝牙：本地调试或近距离数据传输，常用于临时监测点。

　　3. 数据安全

　　- 采用AES加密传输，防止数据篡改；部分场景需满足工业防火墙要求。

　　三、数据处理层：智能分析与存储

　　1. 边缘计算节点

　　- 在监测终端内置微型处理器，实现原始数据的预处理(如滤波、降噪)，降低云端负载。

　　2. 云平台与服务器

　　- 数据接收服务器：解析各监测点数据包，支持多协议(MQTT、TCP/IP)接入。

　　- 分布式存储：采用时序数据库(如InfluxDB)存储历史数据，支持长期归档与查询。

　　- AI分析引擎：利用机器学习模型(如LSTM神经网络)预测污染趋势，识别异常数据(如传感器故障)。

　　3. 数据可视化与报警

　　- 设定动态阈值(如PM10>150μg/m³触发预警)，支持多级报警(声光、短信、平台弹窗)。

　　- 生成日报、周报及污染热力图，辅助决策。

　　四、应用层：用户交互与联动控制

　　1. 监控平台

　　- 实时数据看板：地图模式显示各监测点位置、数值及状态，支持多维度筛选(时间、区域、污染物)。

　　- 历史数据查询：可追溯半年至数年数据，支持导出Excel或PDF报告。

　　- 视频联动：集成球形摄像头，实现扬尘超标时自动调取现场画面。

　　2. 移动终端支持

　　- 开发微信小程序或APP，供管理人员随时随地查看数据、接收报警。

　　3. 联动控制系统

　　- 与降尘设备(雾炮、喷淋、围挡喷雾)联动，当PM10超过设定值时自动启动，实现闭环治理。

　　五、辅助系统与维护保障

　　1. 供电系统

　　- 市电为主，备用电源可选太阳能板+蓄电池(如太阳能功率20W，储能电池12V/40Ah)，保障断电续航≥72小时。

　　2. 防护与标定

　　- 防雷接地：三级防雷设计(信号线、电源线、外壳)，接地电阻≤10Ω。

　　- 定期校准：每季度使用标准气体(如Span气)校准传感器，确保误差在±5%以内。

　　- 清洁维护：每周清理采样头滤网，每月检查气路堵塞情况。